BR112013021088A2 - processo para a fabricação de produtos de material compósito, bem como produtos fabricados com esse processo - Google Patents

Abstract

  PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE PRODUTOS DE MATERIAL COMPÓSITO, BEM COMO PRODUTOS FABRICADOS COM ESSE PROCESSO. A presente invenção refere-se a um processo para a fabricação de produtos de material compósito (44, 48, 52), cujo processo compreende pelo menos as seguintes etapas operacionais de: - moldagem de pelo menos um espaçador de material plástico (7) que compreende um ou mais insertos (1, 2); - moldagem de pelo menos um produto de material compósito (44, 48, 52) que compreende pelo menos o dito espaçador (7); - trabalho mecânico de pelo menos um (1) dos ditos insertos (1, 2) para a formação de pelo menos um furo roscado (45) no mesmo. A presente invenção refere-se ainda aos produtos fabricados com esse processo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE PRODUTOS DE MATERIAL COMPÓSITO, BEM COMO PRODUTOS FABRICADOS COM ESSE PROCESSO". A presente invenção refere-se a um processo para a fabricação de produtos de material compósito, em especial carcaças e tetos para os monocoques dos veículos motorizados. A presente invenção refere-se ainda a produtos fabricados com esse processo.

Os monocoques conhecidos feitos de um material compósito, em particular, fibras de carbono, são de modo geral fabricados por fixação umao outro por meio de adesivos e/ou elementos mecânicos, por exemplo, parafusos, componentes de materiais compósitos que são moldados sepa- radamente. Tais monocoques conhecidos são caracterizados tanto por um alto custo, uma vez que a estrutura como um todo não se destina à explora- ção das potencialidades do material compósito, como também por um nível médio de repetibilidade, substancialmente devido à elevada utilização de operações manuais dentro do processo de fabricação. Com efeito, os mono- coques são feitos de vários componentes, todos moldados em separado, por meio de uma estratificação manual, e que são, em seguida, montados ma- nualmente ou por meio de moldes de colagem. Os componentes são, por conseguinte, primeiramente produzidos e, em seguida, montados, seguindo o clássico processo de produção e montagem, típico da indústria dos veícu- los motorizados. Os componentes são, de modo geral, obtidos por meio de processos de moldagem, com substratos de fibra de carbono pré- impregnados com resina, processos esses conhecidos como pré- impregnação, quando os substratos são manualmente colocados em cama- das e curados em uma autoclave. Este processo requer um longo trabalho manual e materiais dispendiosos, e, além disso, não assegura uma repetibi- lidade comparável com todas as outras peças do veículo. Os monocoques produzidos até agora são também, por conseguinte, não muito adequados parauma produção em massa. Os processos de fabricação requerem ainda sistemas muito articulados que levam, na maioria dos casos, a se ter deze- nas de moldes reservados para a produção de um único componente. Além disso, os produtos devem ser desvantajosamente trabalhados dentro de poucos dias, uma vez que o material se degrada altamente quando o mesmo é deixado à temperatura ambiente antes do ciclo de cura, de modo que tal processo conhecido dificilmente poderá enfrentar as súbitas paradas de pro- duçãoeimplicaem um elevado risco de produção de refugos.

Os monocoques conhecidos são, portanto, muito dispendiosos e difíceis de produzir em larga escala, devido ao elevado número de poucos componentes repetíveis. As peças são feitas principalmente de fibras pré- impregnadas que são caras e exigem uma alta destreza. O seu processo de fabricação é ainda caracterizado por uma clara separação entre a produção e a montagem, os moldes utilizados têm uma vida limitada e o ciclo de pro- dução no qual os mesmos são usados permite o uso de uma grande quanti- dade de moldes com relação a uma única peça fabricada.

A Patente US 5079055 apresenta um elemento de reforço para produtos de material compósito, cujo elemento é provido com um inserto com um furo roscado. No entanto, durante a moldagem do material compósi- to com o elemento de reforço, tal furo roscado poderá ser desvantajosamen- te enchido com resina, uma vez que o mesmo se encontra aberto no lado de fora.

A fim de resolver este inconveniente, a Patente FR 2783196 a- presenta um espaçador provido com um inserto com um furo roscado, que é fechado por um ou mais tampões. Um tampão é removido com um trabalho mecânico após a moldagem do material compósito. No entanto, este proces- so conhecido é mais dispendioso, uma vez que requer a aplicação e a remo- çãodostampões do furo roscado, e ainda não permite uma disposição exata do furo roscado com relação ao produto moldado quando a posição relativa dos insertos com relação ao produto não é perfeita.

Por conseguinte, é um objetivo da presente invenção prover um processo e produtos que não apresentem as ditas desvantagens. O dito ob- jetivo é obtido com um processo e um produto, cujas principais característi- cas são descritas nas reivindicações 1 e 19, respectivamente, enquanto que as demais características são descritas nas outras reivindicações.

O processo e o sistema, de acordo com a presente invenção, permitem não apenas baixar os custos, deste modo permitindo o uso de produtos de material compósito em um volume de produção em massa, co- mo também garantir a repetibilidade exigida pelas normas de produção, O processo inclui uma etapa de cura conjunta, na qual pelo me- nos dois componentes são produzidos de modo que um componente princi- pal atue como um molde para um componente secundário. Ambos os com- ponentes são, em seguida, curados em conjunto por meio de substratos in- termediários, deste modo evitando etapas de colagem. Esse processo pode ser obtido por meio de um sistema modular em particular que assume dife- rentes funções durante o processo de produção.

Os substratos intermediários permitem ainda compensar tole- râncias, se houver, entre os componentes, de modo que o produto final pos- sa apresentar formas e tamanhos precisos. Para este efeito, o componente principal é de preferência moldado entre dois moldes principais com um pro- cesso de moldagem RTM, de modo que tanto a sua parede interna como a sua parede externa apresentem superfícies com formatos e tamanhos preci- sos.

A presente invenção refere-se ainda a um monocoque que com- preende uma carcaça que substancialmente corresponde ao compartimento de um veículo motorizado e a um teto que cobre essa carcaça. Estes dois componentes são de preferência fabricados por meio do processo e do sis- tema de acordo com a presente invenção. Os custos do processo são relati- vamente baixos, graças à utilização de técnicas de produção em massa dife- rentes da pré-impregnação em autoclave, tal como a moldagem RTM (Resin Transfer Molding) (Moldagem por Transferência de Resina) e processos de entrançamento. Ambos os processos se baseiam no assentamento de fibras secas dentro dos moldes e na subsequente injeção de resina. O processo de entrançamento se baseia na tecedura automática das fibras sobre um man- drilena subsequente injeção de resina, enquanto que o processo de molda- gem RTM se baseia na deposição de tecidos secos e na subsequente inje- ção de resina. A forma dos substratos e sua posterior deposição nos moldes podem ser automatizadas, tornando, assim, mais repetíveis e econômicas as peças produzidas com esses processos.

A modularidade dos moldes envolve não só uma redução do número de moldes, mas também do número de moldes por número de pe- ças: alguns monocoques produzidos até agora, por exemplo, são produzidos em uma única etapa de moldagem. A complexidade das geometrias e o nú- mero de subconjuntos requerem várias dezenas de moldes para a fabrica- ção de um único componente. No processo e no sistema de acordo com a presente invenção, no entanto, ocorre uma situação oposta, na qual alguns moldes produzem um elevado número de peças, exatamente graças à mo- dularidade do sistema.

Uma outra vantagem do processo e do sistema consiste na combinação dos moldes modulares, nos quais as peças produzidas se tor- nam um molde para as peças subsequentes, e do uso massivo de processos menos agressivos que a pré-impregnação, o que leva a uma vida esperada dos moldes em 400 peças para os moldes principais e em 800 peças para os moldes secundários, em comparação com uma vida de cerca de 150 pe- ças para os moldes tradicionais utilizados até agora.

A redução dos custos dos equipamentos, deste modo, envolve não somente uma redução do número de moldes, mas também uma manu- tenção e uma regeneração menores com relação aos moldes durante o seu uso.

Outra vantagem do processo e do sistema consiste na possibili- dade de se realizar várias etapas de produção em paralelo. Os monocoques produzidos até agora em menos etapas de moldagem muito complexas fi- cam muito expostos ao risco de refugos. Um único item complexo fica, cer- tamente, mais sujeito a erros e defeitos que outro feito de um número maior de etapas simples e, especialmente, desvinculadas. Várias etapas realiza- das em paralelo permitem lidar tanto com possíveis reproduções de alguns componentes como também com possíveis paradas da produção.

Espaçadores específicos permitem tanto aumentar o momento de inércia das seções resistentes do monocoque, conferindo, assim, uma alta rigidez estrutural para o monocoque, como também obter espaço para o alojamento de insertos metálicos na conexão estrutural com outras peças de um veículo motorizado. Estes espaçadores são de preferência dispostos en- tre os substratos pertencentes a diferentes seções do monocoque, mas tam- bém podem ser dispostos no meio da estratificação de alguns componentes.

O processo é vantajosamente simplificado ao se moldar os in- sertos em determinadas posições nos espaçadores, de modo que estes in- sertos não sejam moldados entre dois substratos de componentes de mate- rial compósito, diminuindo, assim, a complexidade do trabalho dos substra- tos. Além disso, os insertos são trabalhados, por exemplo, com furos rosca- dos, no final do processo de produção, de modo a simplificar o processo e ainda obter um produto final trabalhado com precisão, uma vez que a posi- ção dos furos roscados não depende da posição dos insertos, mas sim de- terminada ao se tomar como absoluta referência à posição do produto final.

Deste modo, com essa disposição, as possíveis disposições imprecisas dos insertos no produto final são compensadas.

O componente principal, ou seja, a parede interna da carcaça do monocoque, é de preferência produzido através de um processo de molda- gem RTM, em particular através do processo de moldagem RTM de acordo como pedido de patente italiana MI2010A001072, por meio de alguns mol- des principais, e aloja, no meio de sua estratificação, sete espaçadores de preferência providos com insertos de metal que são alojados dentro dos moldes auxiliares enchidos com espuma de epóxi, que é curada de modo a assumir a forma final do espaçador. Esses insertos podem incluir também elementos feitos de um material compósito, em particular fibras de carbono.

Espaçadores específicos a serem dispostos entre o componente principal e os componentes secundários, ou seja, entre as paredes interna e externa da carcaça do monocoque, podem ser produzidos em paralelo sem- pre com o mesmo processo, ou seja, mediante a criação de estruturas de materiais compósitos ocos que contêm os insertos e que são deixadas vazi- as ou são enchidas com espuma de epóxi.

Outras vantagens e características do processo, do espaçador e dos produtos, de acordo com a presente invenção, tornar-se-ão aparentes àqueles versados na técnica a partir da seguinte descrição detalhada e não limitante de uma modalidade da mesma, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: - a Figura 1 mostra uma vista em seção ampliada dos moldes auxiliares em uma primeira etapa do processo; - a Figura 2 mostra uma vista em seção ampliada dos moldes auxiliares da Figura 1 em uma segunda etapa do processo; - a Figura 3 mostra um espaçador obtido por meio dos moldes auxiliares da Figura 1; - a Figura 4 mostra uma vista em perspectiva dos moldes princi- pais em uma terceira etapa do processo; - a Figura 5 mostra uma vista em perspectiva dos moldes princi- pais da Figura 4 em uma quarta etapa do processo; - a Figura 6 mostra uma seção parcial e ampliada dos moldes principais da Figura 5; - a Figura 7 mostra uma vista em seção da Figura 6 em uma quinta etapa do processo; - a Figura 8 mostra uma vista em perspectiva dos moldes princi- paisda Figura4 na quinta etapa do processo; - as Figuras 9 a 12 mostram vistas em perspectiva dos moldes secundários em uma sexta etapa do processo; - as Figuras 13 a 16 mostram vistas em perspectiva dos moldes secundários das Figuras 9 a 12 em uma sétima etapa do processo; - a Figura 17 mostra uma vista em perspectiva dos moldes e dos componentes em uma oitava etapa do processo; - a Figura 18 mostra uma vista em perspectiva dos moldes em uma nona etapa do processo; - a Figura 19 mostra uma vista em seção parcial e ampliada dos — moldes da Figura 18; - a Figura 20 mostra uma vista em seção da Figura 19 em uma décima etapa do processo;

- a Figura 21 mostra uma vista em perspectiva de uma carcaça fabricada por meio do processo; - a Figura 22 mostra uma vista de topo da carcaça da Figura 21; - a Figura 23 mostra uma seção XXIII-XXIII da Figura 22; - a Figura 24 mostra um detalhe XXIV da Figura 23; - a Figura 25 mostra uma seção XXV-XXV da Figura 22; - a Figura 26 mostra um detalhe XXVI da Figura 25; - a Figura 27 mostra uma vista em perspectiva de um teto fabri- cado por meio do processo; e - a Figura 28 mostra um monocoque compreendendo a carcaça da Figura 21 e o teto da Figura 27.

Com referência à Figura 1, observa-se que, em uma primeira e- tapa do processo, um ou mais primeiros insertos 1, 2 são dispostos em um ou mais moldes auxiliares 3, 4, em particular em contato com pelo menos uma superfície funcional desses moldes. Os primeiros insertos 1, 2 são de preferência feitos de metal, particularmente alumínio ou de uma liga leve, de um material compósito, em particular fibras de carbono, ou de uma combina- ção desses materiais, por exemplo, por meio da moldagem, em uma etapa preliminar, de um inserto de metal entre dois ou mais substratos de fibras.

Os moldes auxiliares 3, 4 são de preferência feitos de um material compósi- to, em particular fibras de carbono. Os moldes auxiliares 3 e/ou 4 são de pre- ferência providos com saliências 5 e/ou assentos 6 a fim de manter os pri- meiros insertos 1, 2 em uma determinada posição. Para este efeito, os pri- meiros insertos 1, 2 têm formas complementares com as ditas saliências 5 e/ou assentos 6. Em particular, as saliências 5 são pinos adaptados de mo- do a serem inseridos em furos correspondentes formados em um primeiro inserto 1, de preferência com um acoplamento com atrito, de maneira que o inserto 1 permaneça na posição mesmo que os moldes auxiliares 3, 4 sejam invertidos. Da mesma maneira, o inserto 2 pode ser disposto no assento 6 comum acoplamento com atrito.

Com referência à Figura 2, observa-se que, em uma segunda etapa do processo, o material plástico 7 é injetado através das entradas e saídas 8 nos moldes auxiliares 3, 4, após o que o material plástico é curado por meio do aquecimento dos moldes auxiliares 3, 4 em um forno a uma temperatura entre 80º C e 150º C. Os moldes auxilia res 3, 4 são de prefe- rência girados durante o seu aquecimento de modo a distribuir uniformemen- teomaterial plástico 7 nos mesmos. O material plástico 7 é de preferência um material, em particular uma espuma de epóxi, que se expande durante a cura.

Com referência à Figura 3, verifica-se que, depois de a espuma de epóxi ser curada, os moldes auxiliares 3, 4 são resfriados a uma tempera- tura abaixo de 50ºC, abertos e separados do produto 7, que forma, em par- ticular, um primeiro espaçador para os produtos de material compósito. O espaçador 7 compreende, portanto, a espuma de resina epóxi curada que incorpora pelo menos parcialmente os primeiros insertos 1, 2, que podem se projetar a partir do primeiro espaçador 7 ou ter uma superfície visível do lado de forado primeiro espaçador 7. Furos 9 de inserto 1 para os pinos 5 são, em seguida, abertos para o lado de fora.

Com referência às Figuras 4 a 6, verifica-se que, em uma tercei- ra etapa do processo, um ou mais, em particular, dois primeiros substratos principais 10 de fibras, em particular fibras de carbono, de preferência secas, ou seja, acopladas a uma quantidade de resina de O a 10 %, de preferência de 5 % em peso, são dispostos sobre pelo menos uma superfície funcional de um primeiro molde principal 11. Um ou mais primeiros espaçadores, em particular um ou mais primeiros espaçadores 7 com um ou mais primeiros insertos 1, 2 fabricados tal como acima descrito, podem ser dispostos em contato com os primeiros substratos principais 10 e/ou com o primeiro molde principal 11. Um ou mais, em particular, dois segundos substratos principais 12 de fibras, em particular fibras de carbono, de preferência secas, são, em seguida, dispostos sobre os primeiros substratos principais 10 e/ou sobre o primeiro molde principal 11 e/ou sobre os primeiros espaçadores 7. Pelo menos uma porção dos primeiros espaçadores 7 é de preferência disposta entre os primeiros substratos principais 10 e os segundos substratos princi- pais 12. Pelo menos um segundo molde principal 13 é alinhado com o pri-

meiro molde principal 11, por exemplo, por meio de pinos e furos comple- mentares, e fixado ao primeiro molde principal 11, por exemplo, por meio de dispositivos de fixação mecânicos, em particular trincos e/ou parafusos arti- culados, de modo que os primeiros substratos principais 10, os primeiros espaçadores 7 e os segundos substratos principais 12 fiquem dispostos en- tre as superfícies funcionais dos moldes principais 11, 13. Os moldes princi- pais, em particular o segundo molde principal 13, podem ser providos com paredes 14 e/ou blocos 15 móveis de modo a formar porções rebaixadas e/ou cavidades profundas, respectivamente, em um produto moldado. Na Figura, os substratos principais 10, 12 são mostrados, para fins de simplifi- cação, com um formato retangular, no entanto, cada substrato principal 10, 12 pode ser dividido em uma pluralidade de peças com diferentes formatos, tamanhos, espessuras e/ou tramas, cujas peças são de preferência cortadas por máquinas de controle numérico. Além disso, os primeiros espaçadores 7 podem ter formas e/ou dimensões diferentes daquelas mostradas na Figura

4.

Em uma quarta etapa operacional do processo, uma resina 16 para materiais compósitos é injetada a uma pressão entre 50 kPa (0,5 bar) e 350 kPa (3,5 bar), em particular entre 150 kPa e 250 kPa (1,5 bar e 2,5 bar), através de uma ou mais entradas 17 entre os moldes principais 11, 13, de preferência evacuada a uma pressão inferior a 50 kPa (0,5 bar), em particu- lar compreendida entre 0,1 kPa e 2 kPa (0,001bar e 0,02 bar), através de uma ou mais saídas, de modo a impregnar os substratos principais 10, 12 com a resina 16. A resina 16 é, em seguida, curada por meio de aquecimen- todos moldes principais 11, 13 em um forno a fim de moldar pelo menos um componente principal. Os moldes principais 11 e/ou 13 são de preferência aquecidos, em particular a uma temperatura compreendida entre 25º C e 70º C, antes de injetar a resina 16 nos mesmos. Os moldes principais 11 e/ou 13 são de preferência feitos de um material compósito, em particular, os mes- mos são feitos de uma pluralidade de substratos de fibras, em particular fi- bras de carbono, pré-impregnadas com uma resina que é curada em uma etapa preliminar de modo a produzir os moldes acabados 11 e/ou 13. O pri-

meiro molde principal 11 tem uma superfície funcional essencialmente con- vexa, enquanto que o segundo molde principal 13 tem uma superfície fun- cional essencialmente côncava. Em particular, o primeiro molde principal 11 tem uma superfície funcional com duas porções convexas separadas por um canal côncavo, enquanto que o segundo molde principal 13 tem uma super- fície funcional com duas porções côncavas separadas por um canal conve- xo. As seções transversais das porções convexas e/ou do canal côncavo do primeiro molde principal 11 e/ou das porções côncavas e/ou do canal conve- xo do segundo molde principal 13 são substancialmente retangulares ou substancialmente trapezoidais.

Com referência às Figuras 7 e 8, observa-se que, em uma quinta etapa do processo, os moldes principais 11, 13 são resfriados, abertos a uma temperatura entre 40ºC e 70ºC, em seguida, separados do componente principal 18 compreendendo os substratos principais que são curados com a resina 16 para a formação de pelo menos uma parede interna 10 e/ou uma parede externa 12, respectivamente, do componente principal 18 com pelo menos um primeiro espaçador 7 disposto entre essas paredes 10, 12. Em uma etapa alternativa do processo, o componente principal 18 permanece sobre o primeiro molde principal 11, de modo que a parede interna 10 per- — maneça em contato com a superfície funcional do primeiro molde principal

11.

Com referência às Figuras 9 e 12, observa-se que, em uma sex- ta etapa do processo, que pode ser executada antes, durante ou após as etapas anteriores, um ou mais, em particular dois substratos secundários 19, 20,21,22 de fibras, em particular fibras de carbono, de preferência pré- impregnadas (pre-preg), ou seja, acopladas a uma quantidade de resina su- perior a 10 % em peso, são dispostos sobre pelo menos uma superfície fun- cional de pelo menos um primeiro molde secundário 23, de pelo menos um segundo molde secundário 24, de pelo menos um terceiro molde secundário 25ede pelomenos um quarto molde secundário 26, respectivamente. Um ou mais segundos insertos 27, 28, 29, 30, de preferência de metal, em parti- cular placas feitas de alumínio ou de uma liga leve, e/ou de um material compósito, podem ser dispostos entre dois substratos secundários ou entre um substrato secundário e um molde secundário ou do lado de fora dos substratos secundários, os quais são, em seguida, dispostos entre um se- gundo inserto e um molde secundário, Nas Figuras 9 e 12, os segundos in- sertos 27, 30 são dispostos entre os dois substratos secundários 19 ou 22, respectivamente, enquanto que nas Figuras 10 e 11, os segundos insertos 28, 29 são dispostos entre os substratos secundários 20, 21 e o segundo molde secundário 24 ou o terceiro molde secundário 25, respectivamente. Nas Figuras 9 a 12, os substratos secundários 19, 20, 21, 22 são mostrados, para fins de simplificação, com um formato retangular, no entanto, cada substrato secundário 19, 20, 21, 22 pode ser dividido em uma pluralidade de peças com diferentes formatos, tamanhos, espessuras e/ou tramas. Da mesma maneira, os segundos insertos 27, 28, 29, 30 podem ter formas e/ou dimensões diferentes daquelas mostrados nas Figuras 9 a 12.

Os moldes secundários 23, 24, 25, 26 com os substratos secun- dários 19, 20, 21, 22 e os segundos insertos 27, 28, 29, 30 são inseridos em bolsas a vácuo, aquecidos a uma temperatura superior a 120ºC e dispostos em uma autoclave a uma pressão superior a 500 kPa (5 bar), de modo que os substratos secundários 19, 20, 21, 22 e os segundos insertos 27, 28, 29, 30 fiquem pressionados sobre os moldes secundários 23, 24, 25, 26, en- quanto a resina dos substratos secundários 19, 20, 21, 22 é curada.

Com referência às Figuras 13 a 16, verifica-se que, em uma sé- tima etapa do processo, os substratos secundários 19, 20, 21, 22, depois de a resina ser curada, formam os componentes secundários 19, 20, 21, 22 com pelomenos uma superfície correspondendo a pelo menos uma superfí- cie funcional dos moldes secundários 23, 24, 25, 26. Os componentes se- cundários 19, 20, 21, 22 podem ser separados dos moldes secundários 23, 24, 25, 26 ou deixados sobre os mesmos. Os moldes secundários 23, 24, 25, 26 têm uma superfície funcional essencialmente côncava.

Com referência à Figura 17, observa-se que, em uma oitava e- tapa do processo, o componente principal 18 é disposto sobre, pelo menos um outro primeiro molde principal 31 que tem pelo menos uma superfície funcional substancialmente igual a uma superfície funcional do primeiro mol- de principal 11, ou, de maneira alternativa, o componente principal 18 é dei- xado sobre o primeiro molde principal 11. Um ou mais, em particular três, segundos espaçadores 32, 33, 34, de preferência, cobertos por, pelo menos, uma camada adesiva, são dispostos sobre o componente principal 18. Pelo menos uma camada adesiva é de preferência aplicada sobre as peças do componente principal 18 não cobertas pelos segundos espaçadores 32, 33, 34, após o que um ou mais, em particular dois substratos intermediários (não mostrado na Figura) de fibras, em particular fibras de carbono, pré- impregnadas com uma resina (de pré-impregnação), são dispostos sobre os segundos espaçadores 32, 33, 34 e/ou sobre o componente principal 18 dis- posto sobre o primeiro molde principal 11 ou 31.

Durante a deposição dos substratos intermediários sobre o com- ponente principal 18 e/ou sobre os segundos espaçadores 32, 33, 34, os substratos intermediários podem ser cobertos com pelo menos uma folha antiadesiva e os componentes secundários 19, 20, 21, 22 podem ser colo- cados temporariamente sobre os substratos intermediários a fim de verificar a posição correta dos segundos espaçadores 32, 33, 34, de preferência ao dispor os moldes secundários 23, 24, 25, 26 sobre os componentes secun- dários19,20,21,22, após o que os componentes secundários 19, 20, 21, 22 e a folha antiadesiva são removidos.

Os substratos intermediários são, em seguida, pressionados so- bre o componente principal 18 por meio de uma bolsa a vácuo, após o que pelo menos uma camada adesiva é de preferência disposta sobre os subs- tratos intermediários. Os componentes secundários 19, 20, 21, 22 são, em seguida, dispostos sobre os substratos intermediários e/ou sobre os segun- dos espaçadores 32, 33, 34 e/ou sobre o componente principal 18 por meio de um outro molde secundário 35, 36, 37, 38 que tem pelo menos uma su- perfície funcional substancialmente igual a uma superfície funcional dos moldes secundários 23, 24, 25, 26, respectivamente. Como uma alternativa aos outros moldes secundários 35, 36, 37, 38, os componentes secundários 19, 20, 21, 22 são deixados sobre os moldes secundários 23, 24, 25, 26.

Os moldes principais 11, 13 e/ou 31 e os moldes secundários 23, 24, 25, 26 e/ou 35, 36, 37, 38 são convenientemente equipados com su- perfícies com formas e/ou elementos, por exemplo, pinos e furos, para a rea- lização de um acoplamento mecânico com formatos e/ou elementos corres- pondentes, por exemplo, furos e pinos, de pelo menos um molde principal 11, 13, 31, e/ou de pelo menos um molde secundário 23, 24, 25, 26, 35, 36, 37, 38 e/ou de pelo menos um outro molde secundário 39 que tem uma su- perfície funcional substancialmente igual a pelo menos uma porção de uma superfície funcional do segundo molde principal 13.

Com referência à Figura 18, observa-se que, em uma nona eta- pa do processo, os primeiros moldes principais 11 e/ou 31 e os moldes se- cundários 23, 24, 25, 26, 35, 36, 37, 38 e/ou 39 são fixados uns aos outros com dispositivos de fixação mecânica, em particular trincos e/ou parafusos articulados, de modo a formar um conjunto de moldagem modular 40. Os primeiros moldes principais 11 e/ou 31 são de preferência montados sobre um carro (não mostrado na Figura) que é equipado com um sistema de trava que permite um movimento recíproco entre o molde e o carro, de modo a serem capazes de facilmente movimentar o conjunto de moldagem 40.

Com referência à Figura 19, observa-se que o componente prin- cipali18eo componente secundário 20 provido com o segundo inserto 28 são dispostos entre um primeiro molde principal, por exemplo, o outro pri- meiro molde principal 31, e um molde secundário, por exemplo, o outro se- gundo molde secundário 36. O segundo espaçador 33 é disposto entre o componente principal 18 e o componente secundário 20, enquanto que os substratos intermediários 41 são dispostos entre o segundo espaçador 33 e o componente secundário 20. Os segundos espaçadores 32, 33 e/ou 34 são de preferência feitos de um material compósito, em particular fibras de car- bono, de preferência, secas, e são moldados por meio de um processo de moldagem RTM ou por um processo de entrançamento em uma etapa preli- —minarde modo a formar um corpo oco 42 com uma cavidade 43 que pode ser deixada vazia ou enchida com um material plástico, em particular uma espuma de epóxi. O conjunto de moldagem 40 é, em seguida, aquecido, em particular em um forno, a pelo menos 130º C e/ou por pelo menos 3 horas, de modo a curar a resina dos substratos intermediários 41 que formam, após a cura, um corpo único com o componente principal 18, com os componen- tes secundários 19, 20, 21, 22 e/ou com os segundos espaçadores 32, 33,

34. Durante a cura da resina dos substratos intermediários 41 no conjunto de moldagem 40, um outro componente principal pode ser moldado por meio dos moldes principais 11, 13 e/ou um ou mais outros componentes secundá- rios podem ser moldados por meio dos moldes secundários 23, 24, 25, 26. Com referência à Figura 20, observa-se que, em uma décima etapado processo, o conjunto de moldagem 40 é aberto e o produto final 44 compreendendo o componente principal 18 ligado aos componentes secun- dários 19, 20, 21, 22 por meio dos substratos intermediários curados 41 é separado do molde principal 31 e dos moldes secundários 35, 36, 37, 38, 39. O produto final 44 é, em seguida, colocado sobre um suporte e trabalhado mecanicamente, de preferência por meio de ferramentas de controle numéri- co sobre cinco eixos de modo a formar os furos roscados 45 e/ou os furos não roscados 46 e/ou os recessos 47 e/ou as aberturas no produto final 44 e, em particular, nos insertos incluídos no produto final 44, por exemplo, no primeiro inserto 1 e no segundo inserto 28, de modo a fixar os elementos e/ouas estruturas ao produto final 44. Os insertos de metal com pelo menos uma superfície voltada para fora, tal como o segundo inserto 28, podem também ser retificados de modo a obter superfícies de referência com di- mensões e posições precisas.

Com referência às Figuras 21 a 26, é observado que uma carca- ça48deum monocoque pode compreender o dito produto final 44, ou seja, a mesma pode ser feita por meio do processo e/ou dos moldes de acordo com a presente invenção. A carcaça 48 é, em seguida, provida com, pelo menos, uma estrutura interna que compreende o componente principal 18, cuja estrutura interna é ligada a uma estrutura externa que compreende os componentes secundários 19, 20, 21, 22. As porções laterais inferiores da carcaça 48, que correspondem às soleiras das portas do monocoque, com- preendem os segundos espaçadores 32, 34, que de preferência têm uma forma substancialmente tubular e/ou são ocos e/ou são feitos com a técnica de entrançamento. Pelo menos um inserto 49 pode ser disposto nos segun- dos espaçadores 32, 34. A porção traseira inferior da carcaça 48, que cor- responde ao banco atrás dos assentos no monocoque, compreende o se- gundo espaçador 33, que é de preferência oco e/ou feito com um processo de moldagem RTM. A porção frontal superior da carcaça 48, que correspon- de à base do pára-brisa do monocoque, compreende pelo menos um par de cavidades substancialmente em forma de cunha 50, 51, que são obtidas por meio dos blocos 15 do segundo molde principal 13.

Com referência às Figuras 27 e 28, observa-se que um teto 52 de um monocoque pode compreender o dito produto final 44, ou seja, o mesmo pode ser feito por meio do processo e/ou dos moldes de acordo com a presente invenção. O teto 52 tem pelo menos um par de saliências 53, 54 que se projetam para baixo, abaixo da estrutura para um pára-brisa e tem um formato substancialmente complementar à forma das cavidades 50, 51, ou seja, substancialmente em forma de cunha, de modo que, em uma etapa de montagem final, o teto 52 possa ser fixado sobre a carcaça 48 por meio das saliências de fixação 53 e 54 nas cavidades 50, 51, de preferência por meio de substâncias adesivas, de modo a formar um monocoque 55. O teto 52 pode ser fixado à carcaça 48 também por meio de elementos de fixação mecânicos.

Todas as variantes e/ou adições podem ser feitas pelos versa- dos na técnica à modalidade da presente invenção descrita e ilustrada no presente documento, embora permanecendo dentro do escopo de aplicação das reivindicações a seguir. Em particular, outras modalidades da presente invenção podem compreender as características técnicas de uma das reivin- dicações a seguir, com a adição de uma ou de mais características técnicas, tomadas individualmente ou em qualquer combinação mútua, descritas no texto e/ou ilustradas nos desenhos.

Claims (20)

TE) REIVINDICAÇÕES

1. Processo para a fabricação de produtos de material compósito (44, 48, 52), o processo sendo caracterizado pelo fato de compreender pelo menos as seguintes etapas operacionais de: - moldagem de pelo menos um espaçador de material plástico (7) que compreende um ou mais insertos (1,2); - moldagem de pelo menos um produto de material compósito (44, 48, 52) que compreende pelo menos o dito espaçador (7); - trabalho mecânico de pelo menos um (1) dos ditos insertos (1, 2)paraa formação de pelo menos um furo roscado (45) no mesmo.

2. Processo, de acordo com a reivindicação precedente, caracte- rizado pelo fato de que os insertos (1, 2) são moldados com o espaçador (7) em um ou mais moldes auxiliares (3, 4).

3. Processo, de acordo com a reivindicação precedente, caracte- rizado pelo fato de que, durante a moldagem do espaçador (7), os insertos (1, 2) contatam pelo menos uma superfície funcional dos moldes auxiliares (3,4).

4. Processo, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracteriza- do pelo fato de que, durante a moldagem do espaçador (7), os moldes auxi- liares(3,4)são girados.

5. Processo, de acordo com uma das reivindicações 2 a 4, ca- racterizado pelo fato de que os ditos moldes auxiliares (3, 4) são providos com saliências (5) e/ou assentos (6) a fim de manter os insertos (1, 2) em uma dada posição.

6. Processo, de acordo com a reivindicação precedente, caracte- rizado pelo fato de que os insertos (1, 2) são mantidos por meio de atrito na posição dada sobre as saliências (5) e/ou nos assentos (6).

7. Processo, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracteriza- do pelo fato de que as ditas saliências (5) são pinos adequados para serem inseridos em furos correspondentes (9) feitos em um inserto (1).

8. Processo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de que os insertos (1, 2) são trabalhados meca-

nicamente para a formação nos mesmos de um ou mais furos não roscados (46) e/ou recessos (47) e/ou aberturas.

9. Processo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de que o produto de material compósito (44) é trabalhado mecanicamente para a formação de um ou mais furos roscados (45) e/ou de furos não roscados (46) e/ou recessos (47) e/ou aberturas no mesmo produto (44) e em um ou mais insertos (1, 28) incluídos no produto (44).

10. Processo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de que o inserto (1) provido com o furo roscado (45) é incluído no produto de material compósito (44).

11. Processo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de que uma parede (10) do produto de material compósito (44) cobre o inserto (1) provido com o furo roscado (45).

12. Processo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de que uma parede (10) do produto de material compósito (44) é perfurada durante o dito trabalho mecânico do inserto (1) para a formação do furo roscado (45) na mesma.

13. Processo, de acordo com a reivindicação precedente, carac- terizado pelo fato de que o furo feito na parede (10) do produto de material compósito (44) é alinhado com o furo roscado (45) do inserto (1).

14. Processo, de acordo com a reivindicação precedente, carac- terizado pelo fato de que o furo feito na parede (10) do produto de material compósito (44) tem o mesmo diâmetro do furo roscado (45) do inserto (1).

15. Processo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de que o dito material plástico é um material que se expande durante a cura.

16. Processo, de acordo com a reivindicação precedente, carac- terizado pelo fato de que o dito material plástico é de espuma de epóxi.

17. Processo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de que os insertos (1, 2) se projetam a partir do espaçador (7).

18. Processo, de acordo com uma das reivindicações preceden- tes, caracterizado pelo fato de que os insertos (1, 2) têm uma superfície visí- vel do lado de fora do espaçador (7).

19. Produto de material compósito (44, 48, 52), caracterizado pe- lo fato de ser fabricado por meio do processo como definido em uma das reivindicações precedentes.

20. Carcaça (48) ou teto (52) de um monocoque, caracterizado pelo fato de compreender um produto como definido na reivindicação prece- dente.